水性聚氨酯亲水类型扩链剂
水性聚氨酯是继顺酐化油、环氧酯、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸系水性高分子材料之后,近10年来迅速发展起来的一类水性高分子材料。影响水性聚氨酯乳液性能的因素很多。
长期以来,人们将重点集中在水性聚氨酯亲水类型扩链剂的研究上,已制得性能各异的水性聚氨酯乳液。在阴离子型水性聚氨酯乳液制备过程中,水性聚氨酯亲水类型扩链剂是影响聚合物力学性能的重要因素,该方面国内研究较少。而近年来国外的研究则更偏向于多元胺扩链剂上。
本文研究水性聚氨酯亲水类型扩链剂用量对聚四氢呋喃醚二醇型和聚己二酸己二醇酯二醇型聚氨酯乳液的影响,并合成出综合性能优良的水性聚氨酯乳液。
原料。甲苯二异氰酸酯(TDI),工业级;聚四氢呋喃醚二醇(Mn=2000),工业级;聚己二酸己二醇酯二醇(Mn=2014);二羟甲基丙酸(dmpa),工业级,成都聚氨酯制品厂;乙二醇,分析纯;1,42丁二醇,化学纯;一缩二乙二醇,分析纯;1,62己二醇,进口;丙酮,分析纯;三乙胺,分析纯。
乳液的制备。将低聚物二元醇与二羟甲基丙酸加入装有回流管、搅拌器的四口瓶中,搅拌混合,于110℃下抽真空,减压脱水45min,并充N2气保护。降温至50℃加入TDI,升温至95℃反应2h后降温。控制缓慢滴加扩链剂,并保持在60~70℃下反应2h。60℃下加入三乙胺-丙酮溶液,快速搅拌下加入蒸馏水,溶液透明度增大,粘度由大变小,减压脱溶剂后,制得带蓝光的乳液。
膜的吸水率和失重率的测定吸水率。将膜剪好后称重,放入水中浸泡24h后取出,擦干表面水后称重,涂膜结构及性能的测定。用IR5XDC型红外分光光度计和Dopont1090型差热分析仪(DSC)分别测定涂膜的红外光谱及热行为;将成膜物制成哑铃状标准试条,在Instron型拉力实验机上测定,拉伸速度为500mm/min。
聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型,成为聚氨酯工业发展的重要方向。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
本项目经过国家自然科学基金资助研究及十多年的研发,已具有成熟的阴离子型自乳化聚氨酯乳液和阳离子型自乳化聚氨酯乳液合成改性的技术,可提供 1吨/天生产能力的水性聚氨酯生产的整套工艺和设备技术。本项目可根据用户的需求,对水性聚氨酯进行配方设计与调整以满足实际使用的要求,并可结合纳米杂化技术制备高性能的水性聚氨酯。
化学名称:聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000
分子量:1238
CAS No.:54667-43-5
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000为液体,因此可在室温下与预聚体混合,浇注和硫化,它可作为TDI和MDI体系的扩链剂,也可作为环氧树脂固化体系的柔性改性剂。应用领域包括浇注、涂料、黏合剂、密封剂和喷涂体系,由于它的易加工性,决定了它特别适用于现场加工。XYLINK P-1000的室温硫化体系与MDI/二醇热硫化体系相比,不仅操作工艺简单,而且性能优于后者。另外在室温下硫化所得到的弹性体的收缩率低,这也是该扩链剂的一大特点。
水性聚氨酯简单分类
按粒径和外观分可分为聚氨酯水溶液(粒径<0.001微米,外观透明)、聚氨酯水分散体(粒径:0.001-0.1微米,外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0.1微米,外观白浊);
依亲水性基团的电荷性质,水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。其中阴离子型最为重要,分为羧酸型和磺酸型两大类。
依合成单体不同水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照选用的二异氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族,或具体分为TDI型、HDI型等等。
依产品包装形式水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。
水性聚氨酯整个合成过程可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合,即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液逐步聚合生成相对分子质量为l000量级的水性聚氨酯预聚体;第二阶段为中和后预聚体在水中的分散。
水性PU因其具有环保作用,虽然历史不长,但发展非常迅速。
水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三种,为二元胶态体系,聚氨酯(PU)粒子分散于连续的水相中,也有人称水性PU或水基PU。
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